仿真与谢宁DOE在继电器振动失效分析中的应用-论文.pdf

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1、2014年第2期电子元器件仿真与谢宁DOE在继电器振动失效分析中的应用■沈智强小型功率继电器在航空航天等使用环境复杂领域的应用和推广，对为研究产品设计中的保持力是否能够满足抗振要求，我们对产品的继电器本身在不同环境下的可靠性提出了更高的要求，尤其是在振动环电磁系统进行了仿真分析(见图1)，仿真结果显示，产品两端除铁心境下的可靠性。本文旨在通过利用仿真和谢宁DOE相结合的方法，对某有少量漏磁以外，铁心内部基本饱和(橙黄颜色)，设计的电磁吸力和小型1／2立方英寸旋转式继电器在振动环境下的失效原因进行分析和吸力曲线平滑、连续，故在

2、通过铆装减小铁心端头漏磁的前提下，其保措施应用，从而在一定程度上提升了该产品振动性。持力应能满足产品技术需求，无需对产品电磁系统进行设计改进。一、概述目前A产品是小型1／2立方英寸旋转式大功率系列继电器的代表品种，贯GJB1042A一2002，该产品虽然其体积小、重量轻，但其拥有比同体积和同质量继电器更高的负载能力，和更强的环境适应能力，该产品广泛应用与航空甚至航天领域。由于该产品振动指标已逼近该类型结构的极限值，使得在该振动条件下，产品的可靠性不高，振动合格率在5％左右，形成了供货瓶颈，提高该系列产品的振动可靠性刻不容缓。

3、图1电磁系统仿真二、攻关内容及研究过程我们运用谢宁DOE中的成对比较技术对6+6(最小样本量)只失(一)问题定位效产品和合格产品的机械参数进行拆罩对比分析见表1。其中动合反力根据工艺攻关实施方案要求，我们针对77只振动失效产品进行摸和不加推杆的保持力为摸底参数，技术文件未对其进行规定，动合反力底试验。试验情况如下：的测试方法为：在接触部分静压力合格的前提下，使用O．5N测力计打对77只失效产品进行正弦振动，通过对失效样品的失效模式进行在动簧片端头，延常开触点方向推动动簧片运动，待常开触点闭合、指分析，发现77只中在非激励状态

4、下出现失效的有13只，失效频率主要示灯亮时，对测力计进行读数；而不加推杆的磁保持力的测试方法为：分布在600Hz～900Hz的低频段；在激励状态下失效的有58只，失效对电磁产品线圈加吸合电压的80％，当衔铁与极靴贴合后，使用3N的频率主要分布在600Hz一1000Hz的低频段，样品主要在激励状态下出测力计对衔铁上的推杆施加使衔铁和极靴分断方向的力，当衔铁和极靴现失效。分断后读数。表1数据记录间隙静压力超程动合反力复原力保持力保持力产品编号(mm)(mN)(mm)(m(mN)(加推杆)(N)(不加推杆)(N)类别合格判据≥O．

5、3≥2oo≥0．04无≥5O≥1．2无合格lO．31900．04280651．12．5合格2O．318O0．0430o601．32．4合格30．32100．043105O1．42．6合格4O_32oo0．04320651-22．5合格5O-31900．04290651_22．6合格6O．32200．04320651．12．5不合格7O．32200．04340650．82-3不合格8O_32300．0435060O．92．4不合格9O-32500．04350650．72．2不合格100_32200．0434560O．82-3不

6、合格110-32100．04365550．82．2不合格120-32500．04370601．02．2从表1数据中可以产出，合格产品和失效产品的间隙、超程和复原根据分析数据我们可以确定：力没有明显差异；静压力方面，合格品的静压力均值为198．3mN，不合1．合格产品的超程为≥0．04ram，间隙为I>0．3mm。由于合格品和不格品的均值为230mN，大于合格品的静压力；动合反力方面，合格品合格品的超程和间隙没有明显的差异，所以可以排除由于超程或间隙参的动合反力均值为303．3mN，不合格品的均值为353．3raN，大于合格品

7、数不合格导致产品振动失效的可能；的动合反力；保持力(加推杆)方面，合格品的保持力均值为1．22N，2．合格产品的静压力和动合反力较不合格品要小。由于静压力和动不合格品的均值为0．83N，小于合格品的保持力；保持力(不加推杆)合反力为一对相对矛盾的力，在触点间隙一定，即簧片的形变量一定的方面，合格品的保持力均值为2．52N，不合格品的均值为2．27N，小于情况下静压力越大，其动合反力越大；增大静压力可以提高产品在非合格品的保持力。激励状态下的抗振性能，但在激励状态下，由于过大的静压力使得动合·6·2014年第2期电子元器件反力

8、也相应增大，随之便需要更大的电磁吸力来保持动簧片在激励状态证，采取控制措施的产品和其他产品在数量相当的情况下，采取控制措下处于闭合状态，而电磁吸力由线圈安匝、镀层、装配工艺决定，其自施产品的振动性能有了明显的改善，合格率由原来的5％提升至70％以由度较小，在装配过程中只能通过装配工艺减少漏